作为一种新型的储能器件，超级电容器因其具有功率密度高、循环寿命长、能瞬间大电流快速充放电、工作温度范围宽、无记忆效应、免维护、安全、无污染等特点，在电动汽车、不间断电源、航空航天、军事等诸多领域有着十分广阔的应用前景，倍受各国政府和科学家的广泛关注，成为当前化学电源领域的研究热点之一。
中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室低维材料摩擦学研究组在石墨烯-离子液体基超级电容器研究方面取得新进展。研究人员利用电化学测试技术考察了石墨烯材料在离子液体/有机电解液中的电化学性能，着重研究了有机溶剂官能团的不同对石墨烯电极材料超电容性能的影响，并根据实验结果筛选出了性能优异的离子液体/有机电解液。同时，研究人员还进一步研究了咪唑类离子液体中阳离子烷基链的长度对石墨烯电极材料超电容性能的影响，并构建了离子液体/电极界面的结构模型。
最后，研究人员还考察了石墨烯在离子液体/有机电解液中的循环稳定性。电化学测试结果表明，石墨烯作为电极材料在离子液体/有机电解液中的电位窗口可达1.9 V，远高于水系电解液的1.0 V，同时其还具有高的能量密度;随着阳离子烷基链长度的增加，石墨烯在离子液体/有机电解液中的电化学变差;石墨烯在离子液体/有机电解液1500次循环后，容量保持率为初始容量的120.8%，并表现出优异的循环稳定性。
本研究对于揭示离子液体/电极界面的结构和性质具有重要意义，同时为改善和提高超级电容器的电位窗口以及能量密度提供了一种新的选择。
该研究得到国家自然科学基金和中科院“百人计划”科研项目的支持。部分研究结果发表在近期出版的J. Mater. Chem.(2011, 21, 13205–13212)期刊上，并成为该杂志的Hot article。
不同荷电状态下石墨烯电极/ILs界面的结构示意图
石墨烯电极在EMIMBF4/有机溶剂电解液中的CV曲线(左)和石墨烯电极在ILs/DMF中的CV 曲线(右)
中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员王浩敏团队联合上海师范大学副教授王慧山，首次在实验中直接证实了锯齿型石墨烯纳米带（zGNRs）的本征磁性，加深了对石墨烯磁性性质的理解，也为开发基于石墨烯的自......
近日，松山湖材料实验室研究员元冰领衔的纳米生物材料团队与苏州大学教授杨恺团队展开合作，借助分子动力学模拟、自由能计算、PCA分析以及Markov态模型等多种先进技术手段，系统深入地揭示了离子液体衍生物......
富勒烯（C60）因独特的光电、催化和润滑性能而备受关注。但是，C60在强相互作用的金属表面难以形成有序的聚合物结构。因此，如何捕捉到C60聚合过程中的关键中间体并实现可控转化是材料合成领域的挑战。近日......
富勒烯（C60）因独特的光电、催化和润滑性能而备受关注。但是，C60在强相互作用的金属表面难以形成有序的聚合物结构。因此，如何捕捉到C60聚合过程中的关键中间体并实现可控转化是材料合成领域的挑战。近日......
近日，中国科学院兰州化学物理研究所的科研团队与瑞士巴塞尔大学、奥地利萨尔茨堡大学的学者携手，在富勒烯（C60）的研究上取得了重大进展，成功揭示了富勒烯如何转化为石墨烯（一种由单层碳原子组成的二维材料，......
智能膜与主动分离技术是膜研究的新兴领域，能够在外界刺激下实现分离性能的可逆调控。近日，清华大学深圳国际研究生院副教授苏阳、山东理工大学副教授赵金平、大连理工大学副教授张宁等合作发现，将氧化石墨烯和石墨......
荷兰代尔夫特理工大学科学家首次在无需外部磁场的条件下，观测到石墨烯中的量子自旋流。这一突破性发现为自旋电子学的发展提供了关键支持，标志着向实现量子计算和先进存储设备迈出了重要一步。相关成果发表于最新一......
近日，农业农村部环境保护科研监测所乡村环境建设创新团队开发了一种镍钴双金属氧化物超薄纳米片电极材料，显著提升了生物质衍生物糖电氧化过程中电子传递性能，实现秸秆废弃物的高值转化。相关研究成果发表在《化学......
在一项具有开创性意义的国际合作研究中，美国亚利桑那大学研究团队展示了一种利用持续时间不到万亿分之一秒的超快光脉冲来操纵石墨烯中电子的方法。通过量子隧穿效应，他们记录到了电子几乎瞬间绕过物理屏障的现象，......
中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所王振洋团队根据“3D打印结构设计-激光界面工程-跨尺度性能调控”设计思路，开发出具有高各向异性导热比、高光热/电热转换效率兼具良好疏水性和机械性能的石墨烯/聚......